汽车悬架推力球轴承组件冲击强度理论校核与台架试验

徐忠诚，孙国正，张文博，张健

(东风汽车集团股份有限公司 技术中心，武汉 430056)

1 概述

推力球轴承包含上下座圈、钢球以及保持架，钢球夹在2个座圈之间，2个座圈沿轴向平行、对齐布置，主要用于承受轴向载荷。汽车悬架用推力球轴承组件集成了悬架弹簧的上支承座、限位块固定支座等功能，这些功能通过座圈外面包裹的上下端盖实现(图1)。为满足集成功能、轻量化及设计空间的要求，上下端盖选用塑料并通过注塑成型，结构不规则，不同塑料材料的力学性能差异较大，很难用一套通用的公式或算法校验，故汽车悬架推力球轴承组件的强度设计要考虑轴承功能结构(金属部分)和集成功能结构(塑料部分)。

1—上端盖；2—上座圈；3—钢球；4—下座圈；5—保持架；6—限位块固定支座；7—下端盖

2 推力球轴承受力分析

推力球轴承受力极限工况有极限垂向冲击、侧向单边离地(临界侧翻)，在强度设计时需取这2种工况中载荷较大者作为设计基准。

极限垂向冲击是指车轮受到地面最大垂向力冲击的工况，工程上一般在车辆满载条件下以3.5倍动载系数进行校核计算，即

(1)

式中：Gf为前桥满载；Fz1为垂向载荷。

车辆在行使过程中，由于纵向加速度(制动或加速)的作用会使前后桥轴荷转移，侧向加速度(转向或侧滑)的作用会使左右轴荷转移，将这2种影响叠到一起且出现单边离地时即出现除极限垂向冲击以外的最恶劣工况，前桥垂向载荷为

(2)

左、右轮载荷分别为

(3)

(4)

式中：G为整车满载载荷；……